链板式输送机传动装置
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机械设计课程设计
计算说明书
设计题目：链板式输送机传动装置
设计者：
指导老师：
１
目 录
一、设计任务说明2
二、传动简图的拟定2
三、电动机的选择2
四、传动比的分配3
五、传动参数的计算3
六、减速器传动零件设计计算4
1. 高速级直齿锥齿轮传动的设计计算4
2. 中间级斜齿圆柱齿轮传动设计计算8
3. 低速级链传动的设计计算11
七、初算轴径13
八、选择联轴器和轴承13
九、绘制基本结构装配底图14
十、轴系零件设计校核15
十一、轴承寿命校核24
十二、键选择及强度校核28
十三、箱体结构及附件设计30
十四、润滑和密封设计33
十五、设计心得体会33
十六、参考书目34
２
一、设计任务说明
1.设计任务
设计链板式输送机的传动装置。
2.原始数据
题号 5-C
输送链的牵引力F/kN 7
输送链的速度 v/(m/s) 0.4
输送链链轮的节圆直径d/mm 383
3.工作条件
连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期10年（每年300个工作日），小批量生产，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差正负5%。
二、传动简图的拟定
三、电动机的选择
1. 类型和结构形式的选择
选择Y系列电动机。具有结构简单，价格低廉，维护方便，可直接接于三相交流电网中等显著特点。
３
2. 功率的确定
电动机至工作机的总效率(串联时)。弹性联轴器效率，球轴承效率，8级精度锥齿轮，8级精度圆柱齿轮，滚子链传动效率
所需电动机的功率。
电动机额定功率。按照≥来选取电动机型号。
3. 转速的确定
根据Y系列常用转速，选择同步转速1000r/min的电动机。
Y系列三相异步电动机，型号为Y132M1—6。机座带底脚，端盖无凸缘。
型号 额定功率（kW） 满载转速（r/min） 同步转速（r/min）
Y132M1-6 4 960 1000
四、传动比的分配
电动机满载转速，工作机的转速
一般圆锥——圆柱齿轮减速器，高速级锥齿轮传动比可按下式分配
12明显过大，根据一般锥齿轮传动比的限制，取，
再取圆柱齿轮传动比
取链传动传动比。
五、传动参数的计算
1. 各轴转速n（r/min）
高速轴Ⅰ转速 ，
中间轴Ⅱ转速 ，
低速轴Ⅲ转速 ，
滚筒轴Ⅳ转速
2. 各轴的输入功率P(kw)
高速轴Ⅰ输入功率
中间轴Ⅱ输入功率
低速轴Ⅲ输入功率
滚筒轴Ⅳ输入功率
3. 各轴的输入转矩T（N·m）
高速轴Ⅰ输入转矩
中间轴Ⅱ输入转矩
低速轴Ⅲ输入转矩
滚筒轴Ⅳ输入转矩
４
根据以上计算数据列出下表,供以后设计计算使用。
电机轴 轴Ⅰ 轴Ⅱ 轴Ⅲ 滚筒轴Ⅳ
功率P/kw 3.467 3.432 3.261 3.132 2.977
转矩T/(N·m) 34.141 97.320 373.883 1421.518
转速n/(r/min) 960 960 320 80 20
传动比i 1 3 4 4
效率 0.99 0.9504 0.9603 0.9504
六、减速器传动零件设计计算
1. 高速级锥齿轮的设计计算
(1) 选择材料，精度，齿数：
小齿轮选择40Cr,锻钢,调质处理,硬度250-260HBS，
大齿轮选择45钢，锻钢,硬度200-210HBS。
8级精度。选小齿轮齿数20，大齿轮齿数60。
(2) 按齿面接触疲劳强度计算：
分别确定公式内各个计算数值：
参数 依据 结果
载荷系数 试选 1.6
小齿轮转矩 前期计算
弹性影响系数 锻钢配对 189.8
齿宽系数 通常取1/3 1/3
齿数比u 大小齿轮齿数 3
接触疲劳强度极限 中等质量,硬度250HBS 700MPa
接触疲劳强度极限 中等质量,200HBS 550MPa
应力循环次数N1 N1=60 2.765×
应力循环次数N2 N2=N1/u 9.22×
接触疲劳寿命系数和 N1N2，允许一定点蚀,调质刚
许用接触应力
失效概率1%，S=1 644Mpa
许用接触应力
失效概率1%，S=1 555.5MPa
参数确定完毕，将较小的代入公式中，
=61.147mm
锥齿轮平均分度圆直径=50.955mm。
计算圆周速度v，锥齿轮圆周速度需按照平均分度圆直径计算。
５
计算实际载荷系数：载荷系数K=
根据工作载荷状态(轻微冲击)和原动机类型(电动机)，
根据v=2.561m/s,8级精度，锥齿轮第一级精度，按照9级精度，查得动载系数1.15；
:；
根据 。由表10-9，。。
K=。
校正分度圆直径：
61.147×=72.754
计算模数：
(3) 按齿根弯曲疲劳强度计算：
确定公式中参数：
参数 依据 结果
载荷系数 K=
小齿轮转矩 前期计算
齿宽系数 通常取1/3 1/3
齿数比u 大小齿轮齿数 3
弯曲疲劳强度极限 中等质量,硬度250HBS 580MPa
弯曲疲劳强度极限 中等质量,200HBS 420MPa
应力循环次数N1 N1=60 2.765×
应力循环次数N2 N2=N1/u 9.22×
弯曲疲劳寿命系数和 ,N1 N2，调质钢
许用弯曲应力
S=1.5 317MPa
许用弯曲应力
S=1.5 252MPa
齿形系数 2.80
应力校正系数 1.55
齿形系数 2.28
应力校正系数 1.73
系数已经确定。
对比大小齿轮。
大齿轮数值较大。
将大齿轮数值代入公式：
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于齿根弯曲疲劳强度
６
计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关，可取由弯曲强度算得的模数2.702就近圆整为标准值m=3 mm。按接触强度所得的分度圆直径=72.754mm，算出小齿轮齿数：
大齿轮齿数：
这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。
(4) 几何尺寸计算：
计算分度圆直径
计算锥角
得
计算锥距
计算齿宽
计算平均分度圆直径
计算平均模数
计算当量齿数
(5) 结构选择：
小齿轮齿顶圆直径＜160mm，选用实心结构。
大齿轮齿顶圆直径＞160mm，选用腹板式结构。
高速级锥齿轮的主要设计参数：
小锥齿轮 大锥齿轮 小锥齿轮 大锥齿轮
齿数z 25 75 锥距R 118.59mm
齿宽b 39.5mm 39.5mm 模数m 3mm
锥角 18.43° 71.57° 平均模数 2.5mm
分度圆直径 75mm 225mm 当量齿数 26.35 237.23
平均分度圆直径 62.5mm 187.5mm 结构 实心 腹板式
2． 中间级圆柱齿轮的设计
(1) 选精度等级，材料及齿：
材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为250HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为200HBS。
仍选用8级精度。该级齿轮传动比为4，选择小齿轮齿数，大齿轮齿数，初选螺旋角
(2) 按齿面接触强度计算设计：
按式（10-11）试算，即
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分别确定公式内各个计算数值：
参数 依据 结果
载荷系数 试选 1.6
小齿轮转矩 前期计算
区域系数 . 2.433
弹性影响系数 锻钢配对 189.8
齿宽系数 1
重合度 , 1.62
齿数比u 大小齿轮齿数 3
接触疲劳强度极限 中等质量,硬度250HBS 700MPa
接触疲劳强度极限 中等质量,200HBS 550MPa
应力循环次数N1 N1=60 9.216×
应力循环次数N2 N2=N1/u 3.072×
接触疲劳寿命系数和 N1N2 允许一定点蚀,调质刚
许用接触应力
失效概率1%，S=1 714Mpa
许用接触应力
失效概率1%，S=1 583MPa
重合度系数 0.491
将较小的值代入公式计算：
计算圆周速度：
计算齿宽：
计算齿宽与齿高比：
计算实际载荷系数：
载荷系数K=
根据工作载荷状态(轻微冲击)和原动机类型(电动机)，
根据v=m/s，8级精度，由图10-8，锥齿轮第一级精度，按照9级精度，查得动载系数1.1；
:由表10-3，；
由表10-4，非对称分布，；由表10-13，。
接触疲劳载荷系数：K=。
弯曲疲劳载荷系数：K=。
校正分度圆直径：
54.38×=62.242
计算当量模数：
(3) 按齿根弯曲强度计算设计：
